Spektroskopie – Glukosemessung - Biosensoren Sommersemester 2007
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Transcript of Spektroskopie – Glukosemessung - Biosensoren Sommersemester 2007
1/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Spektroskopie –Spektroskopie –
Glukosemessung -Glukosemessung -
BiosensorenBiosensoren
Sommersemester 2007Sommersemester 2007
2/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
SpektroskopieSpektroskopie = = Verfahren zur Ermittlung derVerfahren zur Ermittlung derstofflichen Zusammensetzungstofflichen Zusammensetzung
Spektroskopische Verfahren basieren auf der Wechselwirkung zwischen energetischer Anregung (elektromagn. Strahlung, Elektronen, Ionen)
und den Molekülen, Ionen oder Elektronen
der zu analysierenden Probe.
Entsprechend der jeweiligen spektralen Bewertung unterscheidet man:
• Absorptionsmessung bzw. Absorptionsspektroskopie,
• Transmissionsmessung bzw. Transmissionsspektroskopie,
• Emissionsmessung bzw. Emissionsspektroskopie,
• Reflexionsmessung bzw. Reflexionsspektroskopie,
• Fluoreszenzmessung bzw. Fluoreszenzspektroskopie.
3/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Molekulare EndospektroskopieMolekulare Endospektroskopie
Quelle: C. Krafft, A. Weber, W. Steller unter
http://analyt.chm.tu-dresden.de/analyt/german/forschung/endospec_deu.html
Mikroskopaufnahme eines Hämatoxylin-Eosin gefärbten Gewebeschnittes einer Hirntumor-Metastase (oben). Score-Plot einer Hauptkomponentenanalyse von IR-Spektren eines ungefärbten Gewebe-schnittes (unten).
IR-Spektren um 1 µm von gesundem Hirngewebe und von Hirntumoren
4/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Veränderung des Magnetisierungsvektors Veränderung des Magnetisierungsvektors durch Einstrahlung eines HF-Signalsdurch Einstrahlung eines HF-Signals
5/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
V. Vogel and G Baneyx: The Tissue Engineering Puzzle: A Molecular Perspective. In: Martin L. Yarmush; Kenneth R. Diller; Mehmet Toner (Editors): Ann. Rev. Biomed. Engin. 5 (2003) 441-463. ANNUAL REVIEWS, Palo Alto, USA.
6/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Ausrichtung von Zellen an MikrostrukturenAusrichtung von Zellen an Mikrostrukturen
Zelllinie M2-10B4
7/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
K. Eshraghian, Proc. IEEE 2004: K. Eshraghian, Proc. IEEE 2004: Systems-on-a-chip Systems-on-a-chip
8/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
K. Eshraghian, Proc. IEEE 2004: K. Eshraghian, Proc. IEEE 2004: Systems-on-a-chip Systems-on-a-chip
9/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
10/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Charakterisierung der Charakterisierung der elektromagnetischen Strahlung, elektromagnetischen Strahlung, die in verschiedenen Messmethoden die in verschiedenen Messmethoden verwendeten Spektralbereiche und die verwendeten Spektralbereiche und die zugehörigen Informationsgehaltezugehörigen Informationsgehalte
11/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Methoden zur Bestimmung der Struktur und der chemischen Methoden zur Bestimmung der Struktur und der chemischen Zusammensetzung von OberflächenZusammensetzung von Oberflächen
Nachweis durch
Photonen
optisch RöntgenElektronen Ionen
optis
ch
AA UV IR
RamanUPS LIMA
Phot
onen
Rönt
gen
XRF XRD
ESCA
XPS
Elek
trone
n
EPM
SEM AES
TEM SAM
STM LEED
RHEED
Anr
egun
g du
rch
Ione
n SCANIIR IIXSIMS IPM SNMS
RBS ISS
Erklärung der Abkürzungen:AA Atomic AbsorptionAES Auger Electron SpectroscopyEPM Electron Probe MicroanalysisESCA Electron Spectroscopy for Chemical AnalysisIIX Ion Induced X-RaysIPM Ion Probe MicroanalysisIR Infrared SpectroscopyISS Ion Scattering SpectroscopyLEED Low Energy Electron DiffractionLIMA Laser induced Ion Mass AnalyzerRaman Raman SpectroscopyRBS Rutherford Backscattering SpectroscopyRHEED Reflexion High Energy Electron DiffractionSAM Scanning Auger MicroanalysisSCANIIR Surface Composition Analysis by Neutral
and Ion Impact RadiationSEM Scanning Electron MicroscopySIMS Secondary Ion Mass SpectrometrySNMS Secondary Neutrals Mass SpectrometrySTM Scanning Tunnel MicroscopyTEM Transmission Electron MicroscopyUPS UV-Photoelectron SpectroscopyUV UV- SpectroscopyXPS X-Ray Photoelectron SpectroscopyXRD X-Ray DiffractionXRF X-Ray Fluorescence Spectroscopy
12/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Bereits besprochen:Bereits besprochen:
• TEM - Transmissions-
elektronenmikroskopie
• SEM - Rasterelektronenmikroskopie
• STM - Scanning tunnelling microscopy
13/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Transmissionselektronenmikroskopie TEMTransmissionselektronenmikroskopie TEM
Elektronenstrahl (Wolframkathode)
Ausleuchten des ganzen Objektes
Stereomikroskopoder Kamera
14/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Rasterelektronenmikroskopie REM Rasterelektronenmikroskopie REM (SEM)(SEM)
Elektronenstrahl wird auf einen Punktder Objektoberfläche fokussiert
Gestreute Elektronen werden in einem Detektor gesammelt
Signal wird als Punkt abgebildet
Führt den Elektronenstrahl Punkt Für Punkt über das Präparat
15/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Rasterkraftmikroskop - Rasterkraftmikroskop - AFM (Atomic Force Microscope)AFM (Atomic Force Microscope)
Quelle: http://www.htw-dresden.de/mb/w511_lab.htm
Abtasten der Oberfläche mit einer sehr feinen SpitzeAbtasten der Oberfläche mit einer sehr feinen Spitze
16/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Rastertunnel Mikroskopie - Rastertunnel Mikroskopie - STM (Scanning Tunneling Microscopy)STM (Scanning Tunneling Microscopy)
17/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Rastertunnel Mikroskopie - Rastertunnel Mikroskopie - STM (Scanning Tunneling Microscopy)STM (Scanning Tunneling Microscopy)
18/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Prinzip der Infrarot-SpektroskopiePrinzip der Infrarot-Spektroskopie
19/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Prinzip der Infrarot-SpektroskopiePrinzip der Infrarot-Spektroskopie
Anregung polychromatisch:VISoderMIR(Globar:Si-carbid, 1500 Kelvin)
20/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Prinzip der Infrarot-SpektroskopiePrinzip der Infrarot-Spektroskopie
Interferogramm
Spektrum
21/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
FTIR-SpektroskopFTIR-Spektroskop1 Lichtquelle2 Ellipsoidspiegel3 Blendenrad4 Parabolspiegel
Interferometer:5 Strahlteiler6 Referenzarm7 Messarm
8 Parabolspiegel9 Probenraum10 Probe11 Ellipsoidspiegel12 Detektor
13 – 17 Positionierlaser
22/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
FTIR-SpektroskopFTIR-Spektroskop
23/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Prinzip der Raman-SpektroskopiePrinzip der Raman-Spektroskopie
24/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Raman-Spektroskopie - EnergieniveausRaman-Spektroskopie - Energieniveaus
25/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Messaufbau Raman-SpektroskopieMessaufbau Raman-Spektroskopie
26/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Arbeitsplatz - Raman-SpektroskopieArbeitsplatz - Raman-Spektroskopie
27/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Prinzip der Secondary Ion Mass - SpectrometryPrinzip der Secondary Ion Mass - Spectrometry
28/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Prinzip der Secondary Ion Mass - SpectrometryPrinzip der Secondary Ion Mass - Spectrometry
1 Cesium ion source2 Duoplasmatron3 Electrostatic lens4 Sample5 Electrostatic sector –
ion energy analyser6 Electromagnet –
mass analyser7 Electron multiplier /8 Channel-plate /
Fluorescent screen –ion image detector
29/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
ESCA ESCA Elektronen Spektroskopie für die chemische AnalyseElektronen Spektroskopie für die chemische Analyse
30/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
ESCA ESCA Elektronen Spektroskopie für die chemische AnalyseElektronen Spektroskopie für die chemische Analyse
31/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
ESCA ESCA Winkelabhängige Winkelabhängige Photoelektronenspektroskopie Photoelektronenspektroskopie
32/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
ESCA ESCA Elektronen Spektroskopie für die chemische AnalyseElektronen Spektroskopie für die chemische Analyse
33/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
ESCA ESCA Elektronen Spektroskopie für die chemische AnalyseElektronen Spektroskopie für die chemische Analyse
34/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
35/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Bereiche des Vorherrschens von Photoeffekt - Bereiche des Vorherrschens von Photoeffekt - Comptoneffekt - PaarbildungComptoneffekt - Paarbildung
36/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Wechselwirkung - PhotoeffektWechselwirkung - Photoeffekt
Mechanismus:Das vollständig absorbierte Anregungs-Photon überträgt seine Energie auf ein Hüllenelektron der bestrahlten Materie. Es löst dadurch das Elektron aus der Atomhülle und beschleunigt es. Dieses herausgelöste Elektron, auch Photoelektron genannt, verlässt die Schale in einer Richtung, die energieabhängig ist. Das dabei entstehende Elektronenloch wird durch ein weiter außen befindliches Hüllenelektron aufgefüllt.
Anregungsbedingung: E 20 keVPh Energiebilanz: E E EPh B kin
37/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Folgeprozesse des Photoeffekts:Folgeprozesse des Photoeffekts:
Die beim „Auffüllen des Elektronenlochs“
frei werdende Energie ...
• wird abgestrahlt als sekundäre Röntgenstrahlung,
= charakter. Rö-Str.; = RÖ-Fluoreszenz-Strahlung,
• löst weitere Elektronen niederer Energie heraus,
= Auger-Elektronen,
38/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
NIR-Spektroskopie
a0
I( )T( ) exp[ d ( )]
I ( )
Beer-Lambert-Gesetz
ci - Stoffkonzentration in Lösungai - molarer Absorptionskoeffizient
a i ii
( ) c a ( )
I0 I
d
Küvette
Lösungµa
39/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
NIR-Spektroskopie:Bestimmung von chemischen Konstituenten einer Probe nach Art, Anzahl und Konzentration durch Messung der Schwächung optischer Strahlung im Wellenlängenbereich 600nm - 1300nm.
400 500 600 700 800 900 1000
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
(nm)
Ext
inkt
ion
(a
.u.)
H2OHb HbO2
Melanin / Lipofuszine
Bilirubin
Cytochrome
Hämoglobine(Hb, HbO2, HbC0, FHb, MetHb)
Indocyaningrün (Cardiogreen)
Myoglobin
Absorptionsspektrum MuskelgewebeAbsorptionsspektrum Muskelgewebe
Wasser
40/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 200010
1
102
103
104
105
106
107
(nm)
Ab
sorp
tio
nsk
oef
fizi
ent
(1/c
m)
Hb
HbO2
H2O
Absorption und Eindringtiefe
UV
<1mm
VIS
1mm-10mm
NIR
1cm -5cm
IR
<1mm
Eindringtiefe:
Gewebe
41/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Glukosemessung - BiosensorenGlukosemessung - Biosensoren
42/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Gliederung der LehrveranstaltungGliederung der Lehrveranstaltung „Glukosemesstechnik“„Glukosemesstechnik“
1 Laborautomaten und stand by Geräte
1.1 historische Verfahren
1.2 enzymatische Methoden
1.3 Photometrie – Auswertung spezifischer Farbreaktionen
2 Home care Geräte
2.1 invasive Verfahren
2.2 minimal-invasive Verfahren
2.3 nichtinvasive Verfahren
3 Online Monitore / implantierbare Sensoren
3.1 elektrokatalytische Methoden
3.2 enzymatische Methoden
3.3 optische Methoden
43/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Zitronensäurezyklus Atemkette
44/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
45/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
46/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Diabetes mellitus ist eine der weitverbreitetsten Krankheiten der modernen Wohlstandsgesellschaft –
Weltweit sind 170 Millionen Menschen betroffen.
47/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Diabetes mellitus = relativer oder absoluter Insulinmangel
48/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
49/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
50/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
51/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Entwicklung und RealisierungEntwicklung und Realisierung
von sensorisch-analytischer Gerätetechnikvon sensorisch-analytischer Gerätetechnik
52/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
53/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
54/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
55/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
1 Laborautomaten1 Laborautomaten
1.1 historische Verfahren
56/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
1.1 historische Verfahren1.1 historische Verfahren
Vergärung (Einhorn)Komplexbildung mit Cu oder BiFarbbildung zu n-Glykosiden (Hultman)
Reduktionsproben:Pikrinsäure (Crecelius-Seifert)Kupfersulfat (Fehling)Ferricyankali (Hagedorn-Jensen)Kupfer (Somogyi)basisches Wismutnitrat (Nylander)
Polarimetrie
57/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
SaccharometernachEinhorn
58/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
59/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
1 Laborautomaten1 Laborautomaten
1.2 enzymatische Verfahren
60/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
1.2 enzymatische Verfahren1.2 enzymatische Verfahren
Glucoseoxidase (GOD)
Glucosedehydrogenase= Glucose-6-phosphat-dehydrogenase (G-6-PDH)
Hexokinase (HK)
61/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Amperometrische GlukosemessungAmperometrische Glukosemessung
62/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
1 Laborautomaten1 Laborautomaten
1.3 Photometrie als Grundtechnik
63/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Fotometrisches PrinzipFotometrisches Prinzip
64/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Fotometrisches PrinzipFotometrisches Prinzip
65/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Glukosemessung im LaborGlukosemessung im Labor(Batchanalyser)(Batchanalyser)
1 Lampe2 Spiegel3 Linsen / Blenden4 Gittermonochromator5 Schrittmotor6 Blende7 Optik8 Referenzdiode9 Küvette10 Filter11 Photodiode
66/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Glukosemessung im LaborGlukosemessung im Labor
P Probe im Kettensystem
K Küvettenring
L Lichtquelle
Ph Photometer
(konventionell arbeitendes System mit Probenzuführung über Ketten)
67/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Glukosemessung im LaborGlukosemessung im Labor(direkte Probenidentifikation)(direkte Probenidentifikation)
1 Auftragskarte2 Probengefäß3 Probenmagazin4 Proben-Dosierer-Verdünner5 Prozeßgefäß6 Reagenzdosierer7 Photometer8 Photometerelektronik9 Computer10 Methodenprogramm11 Testlocher12 Kartenmagazin13 Testleser14 Druckerkartenmagazin15 Resultatdrucker16 Wasserbad17 Flammenphotometer
68/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Glukosemessung im LaborGlukosemessung im Labor
(Prinzip des kontinuierlichen Systems – Continuous Flow System)
69/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
2 Home care Geräte2 Home care Geräte
2.1 Invasive Verfahren
70/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Blutige Selbstkontrolle des BlutzuckersBlutige Selbstkontrolle des Blutzuckers
71/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Produkte der Fa. Lifescan, Milpitas (CA) USAProdukte der Fa. Lifescan, Milpitas (CA) USA
OneTouchTMSureStepTM OneTouchTMUltraSmartTM Rückruf: Displayfehler
72/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Produkt von Roche – Produkt von Roche – (früher: Boehringer, Mannheim D)(früher: Boehringer, Mannheim D)
Accu-ChekTM
73/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Produkte von Bayer HealthCare AGProdukte von Bayer HealthCare AG
Glucometer DEXTM2 ContourTM
74/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Schema der pOSchema der pO22-Elektrode nach CLARK-Elektrode nach CLARK
75/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
76/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
77/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Reaktion von Glukose an GODReaktion von Glukose an GOD
78/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
79/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Schaltkreis zur amperometrischen GOD-Schaltkreis zur amperometrischen GOD-GlukosemessungGlukosemessung
A. Thomas, Electron. J. Nanosc. Moletron. 4 (2006) 2, 681-694.
80/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
81/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
2 Home care Geräte2 Home care Geräte
2.2 Minimal-invasive Verfahren
82/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
CGMS goldCGMS goldTMTM (Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)(Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)
KontinuierlicheGlukosemessung:
(alle 10 sec. Messung,Mittelung über 5 min.,bis 288 Messwerte pro Tag)
Sensor (1x10mm Platin)liegt subcutanim Bauchbereich,handygroßer Monitor speichert.
83/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
CGMS goldCGMS goldTMTM (Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)(Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)
84/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Glucose Sensor Profil / Modal Day (CGMSGlucose Sensor Profil / Modal Day (CGMSTMTM) )
85/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
CGMS goldCGMS goldTMTM (Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)(Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)
86/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Guardcontrol Guardcontrol (Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)(Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)
48 StundenÜberwachungs-dauer
87/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
GuarddianRTGuarddianRTTMTM (Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)(Medtronic MiniMed, Minneapolis, USA)
WeiterentwicklungvonCGMS,
alltagstauglich
88/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
GlucoDayGlucoDayTMTM (Menarini Diagnostics, Italy)(Menarini Diagnostics, Italy)
89/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Menarini GlucoDayMenarini GlucoDayTMTM - System - System
90/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Glukose-Tagesprofil (GlucoDayGlukose-Tagesprofil (GlucoDayTMTM))
91/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
FreeStyle Navigator FreeStyle Navigator (Abbott Diabetes Care, USA)(Abbott Diabetes Care, USA)
92/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
2 Home care Geräte2 Home care Geräte
2.3 Nichtinvasive Verfahren
93/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
2.3 nicht-invasive Verfahren2.3 nicht-invasive Verfahren
- Elektroosmose (Glucowatch)
- NIR
- FIR
94/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
GlucoWatch GlucoWatch (Cygnus Therapeutic Systems, USA)(Cygnus Therapeutic Systems, USA)
95/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
GlucoWatch GlucoWatch (Cygnus Therapeutic Systems, USA)(Cygnus Therapeutic Systems, USA)
96/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
GlucoWatch GlucoWatch (Cygnus Therapeutic Systems, USA)(Cygnus Therapeutic Systems, USA)
97/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
GlucoWatch GlucoWatch (Cygnus Therapeutic Systems, USA)(Cygnus Therapeutic Systems, USA)
98/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
GlucoWatch GlucoWatch (Cygnus Therapeutic Systems, USA)(Cygnus Therapeutic Systems, USA)
99/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
2.3 nicht-invasive Verfahren2.3 nicht-invasive Verfahren
- NIR
100/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 200010
1
102
103
104
105
106
107
(nm)
Ab
sorp
tio
nsk
oef
fizi
ent
(1/c
m)
Hb
HbO2
H2O
Absorption und Eindringtiefe
UV
<1mm
VIS
1mm-10mm
NIR
1cm -5cm
IR
<1mm
Eindringtiefe:
Gewebe
101/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
102/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
ULBRICHTsche Kugel
103/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
ULBRICHTsche Kugel
104/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
ULBRICHTsche Kugel
105/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
ULBRICHTsche Kugel
106/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
2.3 nicht-invasive Verfahren2.3 nicht-invasive Verfahren
- FIR
107/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
108/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
109/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Schema der HautstrukturSchema der Hautstruktur
110/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Schema einesnichtinvasivenGlukosemessgerätes
111/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Funktion eines Quantenkaskaden-Lasers (QCL)
112/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
3 Online Monitore3 Online Monitore
113/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
114/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
3 Online Monitore3 Online Monitore
3.1 elektrokatalytisch
115/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
116/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
3 Online Monitore3 Online Monitore
3.2 enzymatisch
117/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Enzymatischer Biosensor – Enzymatischer Biosensor – Prinzip der SelektivitätPrinzip der Selektivität
118/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
119/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
120/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
3 Online Monitore3 Online Monitore
3.3 optisch
121/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
122/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Opto-spektroskopisches Glukose - Messprinzip
123/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
124/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
125/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
126/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
Zielvorstellung „closed loop“Zielvorstellung „closed loop“
- viele Ansätze, noch keine Lösung
- Glukosemonitore
wie GuardianRT, GlucoDay, FreeStyle
- Ständige Weiterentwicklung
wie DexComSTS, iSense
- Grundsäulen:
elektrokatalytisch, optisch, enzymatisch
- Biosensoren:
neben Enzymsonden auch zellbasierte Sensorik
http://www.diabetes-world.net/742794/neues-aus-der-forschung
127/25Biomedizinische Technik - Gerätetechnische Aspekte
GlukosesensorenGlukosesensoren
ENDEENDE